Embed Size (px)
Citation preview
Τ.Ε.Ι ΚΡΗΤΗΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΓΕΩΠΟΝΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΦΥΤΙΚΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ «Ο ΙΟΣ ΤΟΥ ΜΩΣΑΙΚΟΥ ΤΟΥ ΜΑΡΟΥΛΙΟΥ : ΕΝΑ ΕΠΙΚΑΙΡΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΣΤΗΝ ΚΡΗΤΗ »» ΣΠΟΥ∆ΑΣΤΡΙΑ ΚΥΡΙΑΚΗ ΓΛΥΠΤΟΥ ΗΡΑΚΛΕΙΟ 2002
1
ΕΙΣΑΓΩΓΗ Το φθινόπωρο του 2001, σε καλλιέργεια υπαιθρίου µαρουλιού στη ∆. Κρήτη
(περιοχή Χανίων), παρουσιάστηκαν συµπτώµατα σε σηµαντικό αριθµό φυτών, που
αποδίδονται συνήθως στην παρουσία παθογόνων φυτικών ιών.
Επειδή το πρόβληµα ήταν σοβαρό και σύµφωνα µε τους καλλιεργητές είχε
παρουσιαστεί και τα προηγούµενα χρόνια, θεωρήθηκε χρήσιµο να πραγµατοποιηθεί
µια µελέτη, που θα στόχευε στην αποµόνωση, χαρακτηρισµό και ταυτοποίηση του ή
των υπεύθυνων ιών.
Η όλη εργασία, που άρχισε από τις αρχές του 2002 και ολοκληρώθηκε µετά
περίπου δέκα µήνες αποτελεί το αντικείµενο της πτυχιακής µου εργασίας. Η
εργασία αυτή αποτελείται από δύο µέρη.
Το πρώτο, αναφέρεται στα ιολογικά προβλήµατα της καλλιέργειας µαρουλιού,
δίνοντας έµφαση στον ιό του µωσαϊκού (Lettuce mosaic potyvirus, LMV), καθόσον ο
ιός που αποµονώθηκε από τα συµπτωµατικά φυτά µαρουλιού ταυτοποιήθηκε ως µια
αποµόνωση του LMV.
Το δεύτερο, αποτελεί την πειραµατική εργασία που οδήγησε στην
ταυτοποίηση του υπεύθυνου παθογόνου.
2
ΣΥΝΘΕΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ
Κεφάλαιο 1 ΙΟΙ ΠΟΥ ΠΡΟΣΒΑΛΛΟΥΝ ΤΟ ΜΑΡΟΥΛΙ (Lactuca sativa)
1. Ο ιός του κηλιδωτού µαρασµού της ντοµάτας (Tomato spotted wilt virus)
Ταξινόµηση Ο ιός ανήκει στην οικογένεια Bunyaviridae και στο γένος Tospovirus.
Εύρος ξενιστών Ο ιός έχει ευρεία σειρά ξενιστών. Αναφέρεται σε 166 φυτικά είδη 34 οικογενειών,
µεταξύ των οποίων οι 7 ανήκουν στα µονοκοτυλήδονα. Μεταδίδεται εύκολα στο
εργαστήριο µε µηχανική µετάδοση .
Φυσικοί ξενιστές Ο ιός προσβάλλει µεγάλο αριθµό φυτικών ειδών. Μεταξύ αυτών, και πολλά
καλλιεργούµενα, στα οποία εστιάζεται κυρίως το ενδιαφέρον µας.
Τέτοια είναι τα παρακάτω:
Capsicum annuum, Helianthus annuus, Lactuca sativa, Arachis hypogaea, Glycine
max, Pisum sativum, Vicia faba, Lycopersicon esculentum, Nicotiana tabacum,
Solanum melongena και Solanum tuberosum.
Συγκεκριµένα στο Lactuca sativa, ο ιός προκαλεί νεκρωτικές κηλίδες µε
παραµορφώσεις των νεαρών φύλλων, που έχουν ως αποτέλεσµα τη νέκρωση της
κορυφής (Εικόνα 1).
3
Εικόνα 1. Φυτό µαρουλιού µολυσµένο από τον ιό του κηλιδωτού µαρασµού της ντοµάτας (TSWV).
∆ιαγνωστικά είδη-Συµπτωµατολογία
Petunia hybrida (Πετούνια)
Τοπικές νεκρωτικές κηλίδες που εµφανίζονται 2-4 ηµέρες µετά τη µηχανική
µετάδοση. Τα συµπτώµατα δεν εµφανίζονται διασυστηµατικά.
Nicotiana tabacum cv. Samsun NN (Καπνός), N. clevelandii και N. glutinosa
Τοπικές νεκρωτικές κηλίδες, που ακολουθούνται από διασυστηµατικά
νεκρωτικά γραµµικά σχέδια και παραµόρφωση των φύλλων.
Cucumis sativus (Αγγούρι)
Οι κοτυληδόνες αναπτύσσουν τοπικά χλωρωτικά στίγµατα µε νεκρωτικά
κέντρα 4-5 ηµέρες µετά τη µηχανική µετάδοση.
Γεωγραφική διασπορά
Κοινό στις εύκρατες και υποτροπικές περιοχές ανά τον κόσµο.
4
Μορφολογία ιοσωµατίων
Ιοσωµάτια περίπου ισοµετρικά, διαµέτρου 70-90 nm, που περιβάλλονται από
µεµβράνη.
Σύνθεση ιοσωµατίων
Τα σωµατίδια περιέχουν περίπου 20% λιπίδια, 70% πρωτεΐνες, 5% νουκλεϊκό
οξύ και 5% υδρογονάνθρακες.
Το γένωµα αποτελείται από µονόκλωνο RNA, το οποίο συνίσταται από τρία
τεµάχια µε µέγεθος 8.897 βάσεις (L-RNA), 5.400 βάσεις και 2.916 βάσεις (S-RNA),
αντίστοιχα.
Oι πρωτεΐνες του ιοσωµατίου είναι τέσσερις:
Η L (120.000 ΜΒ), η G1 (78.000 ΜΒ), η G2 (58.000 ΜΒ) και η N (27.000 ΜΒ).
Μετάδοση Μεταδίδεται µε τους θρίπες Thrips tabaci, T. setosus, T. palmi, Scirtothrips
dorsalis, Frankliniella schultzei, F. occidentalis και F. fusca. Ο ιός προσλαµβάνεται
από τις προνύµφες και όχι από τα ενήλικα, όµως µεταδίδεται µόνο από τα τελευταία.
Η συντοµότερη περίοδος πρόσληψης που έχει αναφερθεί είναι 15 λεπτά για τον T.
tabaci. Η λανθάνουσα περίοδος επώασης είναι 4-10 ηµέρες, ανάλογα µε το είδος
του φορέα. Οι φορείς παραµένουν µολυσµατικοί για 22-30 ηµέρες µετά την
πρόσληψη και µερικές φορές διατηρούν τον ιό δια βίου. ∆εν µεταδίδουν τον ιό στους
απογόνους τους.
Η µετάδοση δεν γίνεται µε το σπόρο ή µε τη γύρη.
5
2. Ο ιός του δυτικού ίκτερου των τεύτλων (Beet western yellows
virus) Ταξινόµηση
Ο ιός ανήκει στην οικογένεια Luteoviridae και στο γένος Luteovirus.
Εύρος ξενιστών Η σειρά ξενιστών είναι ευρεία, πάνω από 100 είδη από 21 οικογένειες
δικοτυλήδονων είναι ευαίσθητα στις διάφορες φυλές του ιού. Εµφανίζεται σε κοινά
είδη ζιζανίων και διαχειµάζει στους ξενιστές των αφίδων φορέων. Μεταδίδεται
διαµέσου των αφίδων αλλά όχι µε µηχανική µετάδοση µε το χυµό. Τα πιο κοινά
συµπτώµατα που προκαλεί είναι κίτρινος µεταχρωµατισµός µεταξύ των νεύρων στα
παλαιοτέρα και ενδιάµεσα φύλλα, κυρίως υπό συνθήκες υψηλής έντασης φωτισµού.
Φυσικοί ξενιστές Ο ιός προσβάλλει πολλά καλλιεργούµενα φυτικά είδη, στα οποία εστιάζεται
κυρίως το ενδιαφέρον µας. Τέτοια είναι, τα παρακάτω:
Spinacia oleraceae, Helianthus annuus, Lactuca sativa, Brassica napo-brassica, B.
oleraceae var botrytis, Raphanus sativus, Citrullus lanatus, Cucumis sativus,
Cucurbita pepo, Cicer arietinum, Glycine max, Pisum sativum και Vicia faba.
Συγκεκριµένα στο Lactuca sativa προκαλεί την εκδήλωση συµπτωµάτων
ίκτερου.
∆ιαγνωστικά είδη-Συµπτωµατολογία Capsella bursa-pastoris (Αγριοκαρδαµούδα)
Σοβαρές χλωρώσεις και µέτριο καρούλιασα φύλλων, λέπτυνση και
θρυµµατισµός. Το κιτρίνισµα αναπτύσσεται ακροπεταλικά. Σε µερικούς βιότυπους
του είδους, παρατηρούνται και ερυθρωποί µεταχρωµατισµοί συνοδευτικά της
χλώρωσης.
Senecio vulgraris (Μαρτιάκος)
Πορφυρός χρωµατισµός στο περιθώριο των ώριµων φύλλων.
6
Γεωγραφική διασπορά Έχει αναφερθεί στην Β. Αµερική, στην Ευρώπη και στην Ασία, προφανώς
είναι κοινό ανά τον κόσµο.
Μορφολογία ιοσωµατίων Τα ιοσωµάτια είναι ισοµετρικά, διαµέτρου περίπου 26 nm.
Σύνθεση ιοσωµατίων
Ο ιός αποτελείται από νουκλεϊκό οξύ σε ποσοστό 30% και 70% από
πρωτεΐνη.
Το γένωµα αποτελείται από µονόκλωνο RNA, µε µέγεθος 5.641 βάσεις. Οι
πρωτεΐνες των ιοσωµατιων είναι δυο. H µεγαλύτερη µε ΜΒ 56.000 και η µικρότερη
µε MB 24.000.
Μετάδοση Μεταδίδεται µε αρκετά είδη αφίδων, όπως τα Aphis craccivora, A. gossypii και
Acythosiphon solani, µε σηµαντικότερο το Myzus persicae, της οικογένειας
Aphididae. Η µετάδοση γίνεται µε έµµονο τρόπο και ο ιός παραµένει στον φορέα για
περισσότερο από 50 ηµέρες. Οι φορείς διατηρούν την ικανότητα µετάδοσης µετά την
έκδυση, αλλά ο ιός δεν µεταδίδεται στους απογόνους.
∆εν µεταδίδεται µηχανικά, µε εµβολιασµό, µε επαφή µεταξύ φυτών, µε σπόρο
αλλά ούτε και µε τη γύρη.
7
3. Ο ιός του νεκρωτικού ίκτερου του µαρουλιού (Lettuce necrotic
yellows virus)
Ταξινόµηση Ο ιός ανήκει στην οικογένεια Rhabdoviridae και στο γένος Cytorhabdovirus.
Εύρος ξενιστών Ο ιός έχει µικρό αριθµό ξενιστών που ανήκουν στις οικογένειες
Chenopodiaceae, Compositae, Leguminosae, Liliaceae και Solanaceae. Η µηχανική
µετάδοση µε µολυσµένο χυµό είναι σχετικά δύσκολη στο µαρούλι, αλλά εύκολη σε
ορισµένα Nicotiana.
Φυσικοί ξενιστές Ο ιός προσβάλλει τα ακόλουθα φυτικά είδη:
Datura stramonium, Nicotiana glutinosa και Lactuca sativa.
Στο τελευταίο, προκαλεί συµπτώµατα ίκτερου, µε νεκρώσεις και νανισµό.
∆ιαγνωστικά είδη-Συµπτωµατολογία Datura stramonium (Τάτουλας)
Ασθενής χλώρωση µεταξύ των νεύρων στα νέα φύλλα.
Nicotiana clevelandii
Προκαλεί µωσαϊκό και νανισµό.
Nicotiana glutinosa
Οι ήπιες αποµονώσεις προκαλούν νανισµό και συστροφή των φύλλων προς
τα κάτω, καθώς και ελαφρύ µωσαϊκό στα νέα φύλλα. Οι µολυσµατικές αποµονώσεις
προκαλούν τοπικές νεκρωτικές κηλίδες 6-8 ηµέρες µετά από µηχανική µετάδοση και
διασυστηµατικά συµπτώµατα µε κιτρίνισµα των νεύρων. Ακολουθεί χλώρωση,
καρούλιασα των φύλλων και ανακοπή της ανάπτυξης των φύλλων της κορυφής.
8
Γεωγραφική διασπορά Είναι ευρέως διαδεδοµένο στην Αυστραλία, ενώ έχει αναφερθεί και στην Νέα
Ζηλανδία.
Μορφολογία ιοσωµατίων Τα ιοσωµάτια είναι ραβδόµορφα.To τυπικό τους µήκος είναι περίπου 227-
360 nm και το πλάτος τους 52- 66nm.
Σύνθεση ιοσωµατίων
Το γένωµα αποτελείται από RNA µονής αλυσίδας και το µεγαλύτερο κοµµάτι
του έχει µέγεθος 12.540 βάσεις.
Οι πρωτεΐνες του ιοσωµατίου είναι πέντε:
Η L (180.000-190.000 MB), η G (76.000 ΜΒ), η N (54.000 ΜΒ), η NS (38.000 ΜΒ)
και η M (19.000 ΜΒ).
Μετάδοση H µετάδοση γίνεται µε την αφίδα Hyperomyzus lactucae µε έµµονο τρόπο.
Ο ιός δεν µεταδίδεται µε το σπόρο.
9
4. Ο ιός του µωσαϊκού της αγγουριάς (Cucumber mosaic virus)
Ταξινόµηση Ο ιός ανήκει στην οικογένεια Bromoviridae και στο γένος Cucumovirus.
Εύρος ξενιστών Ιδιαίτερα ευρεία σειρά ξενιστών. Έχουν αναφερθεί 191 ευαίσθητα είδη 40
οικογενειών. Μεταδίδεται µηχανικά διαµέσου του µολυσµένου χυµού και προκαλεί
συµπτώµατα εξαρτώµενα από την φυλή του ιού και την ποικιλία του ξενιστή.
Φυσικοί ξενιστές
Ο ιός προσβάλλει τα ακόλουθα φυτικά είδη :
Cucumis sativus και γενικότερα τα κολοκυνθώδη, Lycopersicon esculentum,
Spinacia oleraceae και Lactuca sativa.
Στο τελευταίο, προκαλεί συµπτώµατα µωσαϊκού και παραµορφώσεις.
∆ιαγνωστικά είδη-Συµπτωµατολογία Chenopodium amaranticolor και C. quinoa (Χηνοπόδιο κόκκινο και λευκό)
Χλωρωτικές ή νεκρωτικές τοπικές κηλίδες αλλά όχι διασυστηµατική
προσβολή.
Cucumis sativus (Αγγούρι)
∆ιασυστηµατικό µωσαϊκό και νανισµός.
Cucurbita moschata (Κολοκύθι)
∆ιασυστηµατικό µωσαϊκό και νανισµός.
Lycopersicon esculentum (Ντοµάτα)
Μωσαϊκό µε περιορισµό του ελάσµατος που προκαλεί τα χαρακτηριστικά
συµπτώµατα φύλλου φτέρης.
10
Nicotiana glutinosa
Τα συµπτώµατα ποικίλουν ανάλογα µε την φυλή του ιού και κυµαίνονται από
ελαφρύ µέχρι έντονο µωσαϊκό. Μερικές φυλές προκαλούν κιτρίνισµα των νεύρων
και µωσαϊκό.
Vigna unguiculata (Βίνια)
Μικρές καφέ κηλίδες στα µηχανικά µολυσµένα εµβολιασµένα φύλλα. Μερικές
φυλές προσβάλλουν το φυτό διασυστηµατικά και προκαλούν ήπιο µωσαϊκό.
Γεωγραφική διασπορά Ο ιός συναντάται παγκοσµίως κυρίως στις εύκρατες περιοχές. Μορφολογία ιοσωµατίων Τα ιοσωµάτια είναι ισοδιαµετρικά, µε διάµετρο περίπου 28-30nm. Σύνθεση ιοσωµατίων
Τα ιοσωµάτια αποτελούνται από 18% νουκλεϊκό οξύ και από 82% πρωτεΐνη.
Το γένωµα αποτελείται από RNA µονής αλυσίδας και αποτελείται από τρία κοµµάτια.
Το µεγαλύτερο έχει µέγεθος 3.389 βάσεις, το επόµενο 3.035 βάσεις και το τρίτο
2.197 βάσεις Μετάδοση Μεταδίδεται µε µη έµµονο τρόπο από περισσότερα από 60 είδη αφίδων.
Κυριότερος φορέας είναι η Myzus persicae. Η µετάδοση είναι δυνατή και διαµέσου του σπόρου. Συµβαίνει σε διαφορετικό
ποσοστό σε 19 είδη, ανάµεσα τους και πολλά ζιζάνια. Η διασπορά και η διατήρηση
µέσω των ζιζανίων είναι σηµαντική στην επιδηµιολογία του ιού.
11
5. Ο ιός των µεγάλων νεύρων του µαρουλιού (Lettuce big vein virus)
Ταξινόµηση Ο ιός ανήκει στο γένος Varicosavirus, αλλά δεν έχει ακόµα ενταχθεί σε
οικογένεια.
Εύρος ξενιστών
Eµφανίζονται 3-9 οικογένειες ευαίσθητες στον ιό. Τα φυτά που µολύνονται στο
εργαστήριο εµφανίζονται κυρίως χλωρωτικά ή µε λευκές νευρώσεις στα φύλλα.
Φυσικοί ξενιστές Ο ιός προσβάλλει τα ακόλουθα φυτικά είδη:
Sonchus asper, Sonchus oleraceus και Lactuca sativa.
Στο τελευταίο προκαλεί διόγκωση των νεύρων µε παραµορφώσεις στα φύλλα.
∆ιαγνωστικά είδη-Συµπτωµατολογία Lactuca sativa (Μαρούλι)
Χλωρωτικός ή λευκός αποχρωµατισµός των περινεύριων περιοχών του
φύλλου.
Sonchus oleraceus (Ζωχός)
Τα φυτά δεν παρουσιάζουν συµπτώµατα ή παρουσιάζουν ελαφρά διόγκωση
των νεύρων.
Chenopodium amaranticolor, C. quinoa (Χηνοπόδιο κόκκινο και λευκό).
Εµφανίζονται νεκρωτικές, χλωρωτικές κηλίδες.
Nicotiana occidentalis
Τοπικές, χλωρωτικές κηλίδες και διασυστηµατική χλώρωση.
Γεωγραφική διασπορά Ο ιός είναι συναντάται ευρέως στην Αυστραλία, στην Β. Αµερική, στην
Ιαπωνία αλλά και σε πολλές χώρες της Ευρώπης.
12
Μορφολογία ιοσωµατίων Τα ιοσωµάτια είναι ραβδοειδή, µε τυπικό µήκος 320-360nm και πλάτος 18nm.
Σύνθεση ιοσωµατίων
To γένωµα αποτελείται από RNA διπλής αλυσίδας, γραµµικό, που
αποτελείται από δύο κοµµάτια. Το µεγαλύτερο έχει µέγεθος 14.000 βάσεις, ενώ το
δεύτερο 13.000 βάσεις.
Η πρωτεΐνη έχει ΜΒ 48000.
Μετάδοση Μεταδίδεται µε ένα φορέα, το µύκητα Olpidium brassicae της τάξης
Chytridiales. ∆εν µεταδίδεται µε αφίδες, µε επαφή των φυτών, µε το σπόρο ή µε τη
γύρη, αλλά µόνο µε µηχανική µετάδοση και εµβολιασµό.
13
6. Ο ιός του µολυσµατικού ίκτερου του µαρουλιού (Lettuce infectious
yellows virus)
Ταξινόµηση Ο ιός ανήκει στην οικογένεια Closteroviridae και στο γένος Closterovirus.
Εύρος ξενιστών Έχουν αναφερθεί περισσότερες από 9 οικογένειες ευαίσθητες στον ιό.
Συγκεκριµένα 45 είδη από 15 οικογένειες παρουσίασαν συµπτώµατα µετά την
προσβολή από τον ιό.
Φυσικοί ξενιστές O ιός προσβάλλει φυτικά είδη όπως τα παρακάτω:
Beta vulgaris, Citrulus lanatus, Cucumis melo, Cucurbita pepo, C. maxima, C.
moschata, Daucus carota και Lactuca sativa. Στο τελευταίο, προκαλεί συµπτώµατα
ίκτερου.
∆ιαγνωστικά είδη-Συµπτωµατολογία Στα ακόλουθα φυτικά είδη παρατηρήθηκε προσβολή από τον ιό, που
εκδηλώθηκε µε συµπτώµατα όπως: σοβαρή χλώρωση και/ή ρόδινος
µεταχρωµατισµός, συστροφή, έντονος αποχρωµατισµός των νεύρων καθώς και
νανισµός.
Beta vulgaris (Παντζάρι)
Chenopodium quinoa (Χηνοπόδιο λευκό)
Lactuca sativa (Μαρούλι)
Brassica pekinensis
Citrulus lanatus (Καρπούζι)
Cucumis melo (Πεπόνι)
Cucumis sativus (Αγγούρι)
Trifolium subterranum
Malva parviflora (Μολόχα)
Nicotiana clevelandii
14
Γεωγραφική διασπορά Ο ιός είναι διαδοµένος στις Η.Π.Α., κυρίως στην Καλιφόρνια και την Αριζόνα.
Μορφολογία ιοσωµατίων Τα ιοσωµάτια είναι νηµατοειδή, συνήθως εύκαµπτα, µήκους 1800-2000nm και
πλάτους 13-14 nm.
Σύνθεση ιοσωµατίων
Το γένωµα αποτελείται από RNA µονής αλυσίδας.
Μετάδοση Μεταδίδεται µε ένα έντοµο της οικογένειας Aleyrodidae, το Bemisia tabaci.
Η µετάδοση γίνεται µε ηµι-έµµονο τρόπο. Ο ιός δεν πολλαπλασιάζεται στον φορέα.
∆εν µεταδίδεται µηχανικά.
15
7. Ο ιός του ψευδο-ίκτερου των τεύτλων (Beet pseudo-yellows virus)
Ταξινόµηση Ο ιός ανήκει στην οικογένεια Closteroviridae και στο γένος Closterovirus.
Εύρος ξενιστών Περισσότερα από 9 είδη των Cucumis είναι ευαίσθητα στον ιό. Τα φυτά που
µολύνονται µηχανικά στο εργαστήριο παρουσιάζουν χλώρωση, ρόδινο
µεταχρωµατισµό και συστροφή.
Φυσικοί ξενιστές Ο ιός προσβάλλει τα φυτικά είδη :
Βeta vulgaris, Capsella bursa-pastoris, Cichorium endivi, Taraxacum officinalis,
Conium maculatum και Lactuca sativa, όπου προκαλεί συµπτώµατα ίκτερου.
∆ιαγνωστικά είδη-Συµπτωµατολογία Στα φυτικά είδη Beta vulgaris, Capsella bursa-pastoris και Lactuca sativa
εµφανίζεται κιτρίνισµα, αδυναµία και διαύγεια των φύλλων.
Στα φυτικά είδη Τaraxacum officinale και Chenopodium capitatum εµφανίζεται
εσωτερικός ρόδινος µεταχρωµατισµός των νεύρων και χλώρωση.
Στα φυτικά είδη Linum unitatissimum, Nicotiana glutinosa και Cucumis melo
εµφανίζεται εσωτερικό κιτρίνισµα των νεύρων.
Γεωγραφική διασπορά Ο ιός είναι διαδεδοµένος στην Αυστραλία (Ταζµανία), την Γαλλία, την
Ιαπωνία, την Ολλανδία και τις Η.Π.Α. (Καλιφόρνια).
Μορφολογία ιοσωµατίων Πιθανότατα τα ιοσωµάτια είναι εύκαµπτα, µε µήκος 1000nm.
Σύνθεση ιοσωµατίων Άγνωστη.
16
Μετάδοση Mεταδίδεται µε φορέα ένα έντοµο της οικογένειας Aleyrodidae, τον
Trialeurodes vaporariorum. H µετάδοση γίνεται µε ηµι-έµµονο τρόπο.
Ο ιός δεν πολλαπλασιάζεται στον φορέα, δεν µεταδίδεται στους
απογόνους, δεν µεταδίδεται µε την επαφή µεταξύ των φυτών αλλά ούτε και µε το
σπόρο.
17
Κεφάλαιο 2
Ο ΙΟΣ ΤΟΥ ΜΩΣΑΪΚΟΥ ΤΟΥ ΜΑΡΟΥΛΙΟΥ
Πολυάριθµες ασθένειες επηρεάζουν την καλλιέργεια µαρουλιού και περίπου
δεκαπέντε από αυτές προκαλούνται από ιούς. Ανάµεσα στις τελευταίες, ο ιός του
µωσαϊκού του µαρουλιού ( Lettuce mosaic virus, LMV) και ο ιός του κηλιδωτού
µαρασµού της ντοµάτας (Tomato spotted wilt virus, TSWV), είναι οι πιο ζηµιογόνοι.
O LMV είναι ενδεχοµένως ο πιο καταστρεπτικός ιός, καθώς µεταδίδεται
διαµέσου του σπόρου και επίσης µε τις αφίδες µε µη έµµονο τρόπο και µπορεί να
προκαλέσει γενικά ασθένειες µε µορφή επιδηµίας.
Η εξάπλωση του σήµερα είναι ραγδαία λόγω των αυξανόµενων διεθνών
συναλλαγών, ενώ η αντιµετώπιση του είναι εφικτή µόνο σε ορισµένες χώρες όπου
έχουν ληφθεί προληπτικά µέτρα.
1. Ανακάλυψη και ονοµατολογία
Ο ιός του µωσαϊκού στο µαρούλι αναφέρθηκε για πρώτη φορά στη Φλόριντα
των ΗΠΑ από τον Jagger (1921), λίγο αργότερα από τον Brandenburg (1928) στη
Γερµανία και τον Ogilvie (1928) στις Βερµούδες .
Αναφέρθηκε για πρώτη φορά σε καλλιέργεια θερµοκηπίου από τον Ainsworth
(1937) στην Αγγλία.
Ο Newhall (1923) ήταν ο πρώτος που ανακάλυψε την µετάδοσή του,
µε σπόρο του µαρουλιού.
Από τις αρχές του 1950 ο LMV θεωρείται ο σηµαντικότερος ιός που
προσβάλλει το µαρούλι στην Ευρώπη και την Καλιφόρνια.
18
2. Γεωγραφική κατανοµή και οικονοµική σηµασία
Ο LMV έχει σήµερα παγκόσµια διάδοση και επικρατεί ως το κυριότερο
παθογόνο σε όλες τις περιοχές που καλλιεργούνται µαρούλια ανά τον κόσµο. Το
γεγονός αυτό ευνοείται από την παγκόσµια κυκλοφορία των σπόρων του, εδώ και
πολλά χρόνια.
Ο ιός προσβάλλει κυρίως τις υπαίθριες καλλιέργειες. Προκαλεί όµως
σηµαντικές απώλειες και στις πρώιµες χειµερινές καλλιέργειες θερµοκηπίου, όταν τα
σπορόφυτα δεν έχουν αναπτυχθεί κάτω από εντοµοπροστατευτικές συνθήκες και
εποµένως έχουν εκτεθεί σε προσβολή από ιοφόρες αφίδες.
Τα συµπτώµατα (µειωµένη ανάπτυξη, αδυναµία σχηµατισµού ΄΄καρδιάς΄΄ και
µερικές φορές νέκρωση και/ή κιτρίνισµα ) είναι υπεύθυνα για τις απώλειες στην
παραγωγή, εξαιτίας των µη αποδεκτών εµπορικών χαρακτηριστικών που
προσδίδουν στους καρπούς. Το µέγεθος των απωλειών είναι άµεσα συνδεδεµένο µε
τη χρήση, ή όχι, πιστοποιηµένου σπόρου, καθώς επίσης και µε τις καλλιεργητικές
τεχνικές που χρησιµοποιούνται κατά την παραγωγική διαδικασία.
3. Ξενιστές
Ο ιός ανήκει στην οικογένεια Potyviridae και στο γένος Ρotyvirus.
Όπως οι περισσότεροι ιοί του γένους αυτού, ο LMV έχει µια µέσου µεγέθους
σειρά φυσικών ξενιστών. Συγκεκριµένα έχει αναφερθεί προσβολή σε 24 είδη εννέα
οικογενειών (Πίνακας Ι ).
ΠΙΝΑΚΑΣ Ι. Φυσικοί ξενιστές του ιού του µωσαϊκού του µαρουλιού (LMV). (Εικόνες 2 ,3 ,4, 5 και 6). ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΑ ΕΙ∆ΟΣ ΚΟΙΝΟ ΟΝΟΜΑ Caryophyllaceae Stellaria media Στελλαρία η µέση Chenopodiaceae Chenopodium album Λουβουδιά Spinacia oleracea Σπανάκι Compositae Carduus broteroi Γαϊδουράγκαθο ή Κάρδος Carthamus tinctorius Ατρακτυλίδα Cichorium endivia Ραδίκι
19
Helminthia (Picris) echioides Χοιροµουρίδα Lactuca sativa Μαρούλι L. serriola Αγριοµάρουλο L. virosa Αγριοµάρουλο Senecio vulgaris Μαρτιάκος Sonchus asper Τραχύς ζωχός Zinnia elegans Ζιννία Cruciferae Capsella bursa-pastoris Αγριοκαρδαµούδα ή
Καψέλλα Geraniaceae Erodium cicutarium Βελανιδιά Labiatae Lamium amplexicaule ∆ωδεκάνθι Leguminosae Cicer arietinum Ρεβίθι Lathyrus odoratus Λαθούρι Pisum sativum Αρακάς ή Μπιζέλι Malvaceae Malva parviflora Μολόχα Primulaceae Anagallis arvensis Φελλόχορτο ή
Αναγαλλίδα
Εικόνα 2. Φυτά του H. echioides, φυσικού ξενιστή του LMV.
20
Eικόνα 3. Φυτά ρεβιθιού µολυσµένα από τον LMV.
Εικόνα 4. Φυσική µόλυνση µε LMV στο Cicer arietinum.
21
Eικόνα 5. Ο LMV στον αρακά.
Εικόνα 6. Zinnia elegans µε συµπτώµατα µωσαϊκού οφειλόµενα στον LMV.
22
4. Συµπτώµατα
Όπως στις περισσότερες ασθένειες που προκαλούνται από ιούς του γένους
Ρotyvirus, τα συµπτώµατα διαφοροποιούνται σηµαντικά, ανάλογα µε το γονότυπο
του φυτού, την φυλή του ιού, το χρόνο προσβολής (πρώιµα-όψιµα) και τις
περιβαλλοντολογικές συνθήκες.
Στα ώριµα κεφαλωτά µαρούλια εµφανίζεται νανισµός, παραµόρφωση
κεφαλής, στίξεις, παραµόρφωση και κιτρίνισµα των φύλλων (Εικόνα 7).
Εικόνα 7. Μαρούλι ποικιλίας Romana, µολυσµένο µε τον LMV.
Μερικές φορές ανάλογα µε την ποικιλία του φυτού και την φυλή του ιού, είναι
δυνατό να εµφανιστούν νεκρωτικές ή χλωρωτικές κηλίδες (Εικόνες 8 και 9) καθώς
και µη φυσιολογικοί µεταχρωµατισµοί -θαµπό χρώµα και µωσαϊκό - (Εικόνα 10) στα
φύλλα. Στα νεύρα παρατηρούνται συχνά νεκρώσεις ή αποχρωµατισµός (Εικόνα 11).
Τα συµπτώµατα αυτά είναι λιγότερο εµφανή σε ποικιλίες που περιέχουν τη χρωστική
ανθοκυανίνη .
23
Εικόνα 8. Νεκρώσεις οφειλόµενες στην παρουσία του LMV σε σπορόφυτα µαρουλιού.
Εικόνα 9. Νεκρώσεις και ποικιλόχρωση σε φύλλο µαρουλιού ποικιλίας Romana, εξαιτίας της
προσβολής από τον LMV.
24
Εικόνα 10. Επίπτωση της µόλυνσης του LMV σε σπορόφυτα µαρουλιού.
Εικόνα 11. Φύλλα µαρουλιού ποικιλίας Romana µε αποχρωµατισµό στα νεύρα.
25
Όταν προσβληθούν νεαρά φυτά, τα εσωτερικά φύλλα παραµένουν
κατσαρωµένα και τα φυτά αδυνατούν να σχηµατίσουν ΄΄καρδιά ΄΄ (Εικόνα 12). Οι
ανθικές καταβολές είναι κατά πολύ κοντύτερες και λιγότερο διακλαδιζόµενες και έτσι
η ποσότητα του παραγόµενου σπόρου παρουσιάζεται αισθητά µειωµένη.
Εικόνα 12. Συµπτώµατα µωσαϊκού σε νεαρό σπορόφυτα µαρουλιού.
Πολύ µολυσµατικές φυλές αναφέρεται να προκαλούν έντονη µείωση του
ρυθµού ανάπτυξης και µερικές φορές ακόµη και νέκρωση των ευαίσθητων
ποικιλιών (Εικόνα 13).
Στις ανθεκτικές ποικιλίες, τα συµπτώµατα που προκαλεί η κοινή φυλή του
LMV ποικίλουν από το φυσιολογικό µέχρι ελαφρές κηλιδώσεις ή ξεσπόριασµα,
ανάλογα µε τη γενετική σύσταση της ποικιλίας, καθώς και µε το αν φέρουν την mo11
ή mo12 πηγή ανθεκτικότητας.
26
Εικόνα 13. Νεκρωτικά συµπτώµατα (δεξιά) σε µολυσµένο από τον LMV µαρούλι, σε
αντίθεση µε υγίες φυτό (αριστερά).
27
5. Μετάδοση
Α. Μετάδοση µε το σπόρο Ο ιός είναι σποροµεταδιδόµενος στο µαρούλι και αυτό εξαρτάται από το
χρόνο της προσβολής του µητρικού φυτού, την ποικιλία και τις κλιµατικές συνθήκες.
Ο ρυθµός µετάδοσης είναι αισθητά µειωµένος όταν τα φυτά είναι ζωηρά, ενώ
χαµηλές θερµοκρασίες ηµέρας συµβάλλουν στην αύξηση του ποσοστού µόλυνσης.
Ο ρυθµός κυµαίνεται από 1 έως 12% στους ευαίσθητους γονότυπους, ενώ οι
ανθεκτικοί δεν µεταδίδουν την κοινή φυλή ή τη µεταδίδουν σε πολύ χαµηλό
ποσοστό. Φυλές που υπερνικούν το γονίδιο mo11, αναφέρονται ως µη
σποροµεταδιδόµενες .
Η µετάδοση στους σπόρους του µαρουλιού µπορεί να γίνει µε τη γύρη, τα
ωάρια των µολυσµένων φυτών, αλλά και µε µηχανική µετάδοση. Ο ιός εισβάλλει
στο έµβρυο, στις κυτταρικές µεµβράνες, στο ενδοσπέρµιο καθώς και στο
περικάρπιο αλλά σε µικρότερο ποσοστό.
Β. Μετάδοση µε τις αφίδες
Οµοίως µε τους περισσότερους ιούς του γένους Ρotyvirus, ο LMV
µεταδίδεται µε µη έµµονο τρόπο, από αρκετά είδη αφίδων (Εικόνα 14).
Αποτελεσµατικοί φορείς είναι τα είδη Myzus persicae (Εικόνα 15), Macrosiphum
euphorbiae , Acyrthosiphon scariolae και Aphis gossypii της οικογένειας Αphididae.
28
Eικόνα 14. Αποικία αφίδων στο αυτοφυές Εuphorbia spp.
Εικόνα 15. Φύλλο µαρουλιού µε έντονες νεκρώσεις στα νεύρα. Το φύλλο είναι αποικισµένο
από την αψίδα Myzus persicae.
29
6. ∆ιάδοση
Αρχική πηγή µολύσµατος στο χωράφι αποτελούν κυρίως οι µολυσµένοι µε
τον ιό σπόροι. Το ποσοστό προσβολής των φυτών είναι άµεσα συνδεδεµένο µε το
ποσοστό µόλυνσης των σπόρων. Έντονες εξάρσεις της ασθένειας παρατηρήθηκαν
όταν οι σποροµερίδες ήταν προσβληµένες σε επίπεδα 1% και πάνω.
Ο ιός εξαπλώνεται από τα µολυσµένα σπορόφυτα σε γειτονικά υγιή φυτά και
σε ευαίσθητα ζιζάνια διαµέσου των αφίδων φορέων. Η ταχύτητα της διάδοσης
σχετίζεται µε τον αριθµό και την ενεργητικότητα των αφίδων. Έτσι η λεκάνη της Β.
Μεσόγειου είναι πολύ ευνοϊκή για επιδηµίες λόγω του υψηλού πληθυσµού ενεργών
φορέων.
Εάν το µέγεθος της καλλιέργειας είναι µικρό, ο ρόλος των παρακείµενων
προσβεβληµένων καλλιεργειών ή ζιζάνιων µπορεί να είναι καθοριστικός.
Το αυτοφυές Helminthia echioides έχει µεγάλη επιδηµιολογική σηµασία
αφού διαιωνίζει τον ιό και επιπλέον οι αποµονώσεις από αυτό το φυτικό ξενιστή είναι
πολύ µολυσµατικές (Εικόνα 2).
7. Φυλές
Τρεις φυλές (1 , 2 και 3) αποµονώθηκαν αρχικά, από την ποικιλία Parris
Island Cos του µαρουλιού στην Καλιφόρνια από τους McLean & Kinsey
(1962;1963). Η διαφοροποίηση έγινε µε βάση τον διαφορετικό τρόπο εκδήλωσης
των συµπτωµάτων και την ευαισθησία των υπό µελέτη ποικιλιών µαρουλιού και
αρακά. Από αυτές η 1 είχε τα πιο έντονα συµπτώµατα.
Αργότερα αποµονώθηκε η φυλή 4 από το Chenopodium album (McLean &
Kinsey, 1963), η οποία έδωσε εντονότερα συµπτώµατα και από τις τρεις
προηγούµενες (συντοµότερος ¨θάνατος¨ του φυτού στις περισσότερες ποικιλίες
µαρουλιού).
Μια φυλή που αποµονώθηκε από το αυτοφυές Helminthia echioides
ονοµάστηκε LMV-L επειδή ήταν θανατηφόρος για µερικές ποικιλίες, ενώ σε άλλες
προκάλεσε µόνο σοβαρή παραµόρφωση φύλλων και νεκρώσεις. Η φυλή δεν
αποδείχθηκε να είναι σποροµεταδιδόµενη.
30
Αργότερα έγινε δοκιµαστικά οµαδοποίηση σε 3 φυλετικές οµάδες µε βάση τις
αλληλεπιδράσεις µεταξύ των γονοτύπων. Η πρώτη οµάδα ποικιλιών µαρουλιού, που
δεν περιέχει γονίδιο ανθεκτικότητας, είναι ευαίσθητη σε όλους τους παθότυπους του
ιού. Η επόµενη, περιλαµβάνει ποικιλίες µεταξύ των οποίων και µερικές που φέρουν
δυο γνωστά γονίδια ανθεκτικότητας mo11 και mo12. Η οµάδα προσβάλλεται µόνο
από ορισµένους παθότυπους του ιού. Τα φυτά µε το mo11 ή mo12 γονίδιο δεν
αποφεύγουν τη διασυστηµατική προσβολή, αλλά τα συµπτώµατα είναι ήπια ή
αµελητέας επίπτωσης. Η ανάπτυξη του φυτού επηρεάζεται ελαφρώς και το
µεγαλύτερο ποσοστό των φυτών ξεφεύγει της προσβολής. Τέλος η τρίτη οµάδα
ποικιλιών, που φέρει το Μο2 , ένα γονίδιο ανθεκτικότητας που ανακαλύφθηκε
πρόσφατα, είναι ανθεκτική µόνο στον παθότυπο Ι.
Σήµερα υπάρχουν ποικιλίες µαρουλιού που έχουν τα τρία γνωστά γονίδια
ανθεκτικότητας : mo11, mo12
και Μο2 . Όµως υπάρχουν αποµονώσεις του ιού που
δεν αντιµετωπίζονται (Πίνακας ΙΙ): Πίνακας ΙΙ. Αντίδραση των παθότυπων του ιού για τους διάφορους γονότυπους.
ΓΟΝΟΤΥΠΟΣ ΠΑΘΟΤΥΠΟΣ
Ι ΙΙ ΙΙΙ ΙV
---- E E E E
mo11 A A E E
mo12 A A A E
Mο2 A E E E
Όπου : Α: Ανθεκτικό
Ε : Ευπαθές ---: Χωρίς ανθεκτικότητα
31
8. Φυσικο-χηµικές ιδιότητες και δοµή
Τα σωµατίδια είναι νηµατοειδή (Εικόνα 16) µε µέσο µέγεθος περίπου 750×13 nm (Tomlinson ,1964). Το µοριακό βάρος της καψιδιακής πρωτεΐνης είναι 34 k D. Το RNA είναι µονής αλυσίδας.
Eικόνα 16. Νηµατοειδή σωµατίδια του ιού (LMV).
9. Ανάπτυξη µεθόδων για ταυτοποίηση και ανίχνευση
(ορολογικές τεχνικές)
Οι πρώτοι αντιοροί έναντι του LMV, δηµιουργήθηκαν από τον Tomlinson
(1964) και χρησιµοποιήθηκε αρχικά σε τεστ ανοσοδιάχυσης. Αργότερα βελτιωµένες
µέθοδοι κάθαρσης των ιών του γένους Potyvirus, οδήγησαν στην δηµιουργία
καλύτερων αντιορών .
Σήµερα χρησιµοποιούνται διάφορες ορολογικές µέθοδοι. Μια από αυτές, αυτή
της ανοσοδιάχυσης πηκτού άγαρ σε ένα µέσο που περιέχει 0,1 % θειικό
δωδεκακυκλικό θείο (SDS) επιτρέπει την ανίχνευση του LMV στο µαρούλι (Εικόνα
17). Η µέθοδος είναι γρήγορη, φτηνή, πρακτική, όµως κρίνεται τελικά ακατάλληλη
32
για τεστ µεγάλης κλίµακας λόγω µειωµένης ευαισθησίας και µη οικονοµικής χρήσης
της.
Eικόνα 17. Τρυβλίο Petri στη δοκιµή της ανοσοδιάχυσης έναντι αντιορού του LMV.
Από τη δεκαετία του 70 εφαρµόζεται η ενζυµική ανοσοπροσροφητική δοκιµή
(ELISA) για τον εντοπισµό του LMV, ιδιαίτερα για δείγµατα σπόρων. Η πιο ευρέως
χρησιµοποιούµενη µορφή της δοκιµής ELISA για την ανίχνευση και ταυτοποίηση ιών
είναι η τεχνική του διπλού σάντουιτς (DAS- ELISA) (Εικόνα 18).
Εικόνα 18. Πλάκα της δοκιµής DAS-ELISA στο τελευταίο στάδιο (οι κυψελίδες µε το κίτρινο
χρώµα περιέχουν δείγµα µολυσµένο µε τον LMV).
33
Για πολύ καιρό οι έλεγχοι για την ύπαρξη του ιού του µωσαϊκού στο µαρούλι
γίνονταν βιολογικά. Όµως µε την ανάπτυξη του τεστ ELISA το οποίο είναι ευαίσθητο,
αξιόπιστο, γρήγορο και φθηνό, τα βιολογικά τεστ εγκαταλείφθηκαν ήδη από το 1985.
Το τεστ µπορεί να ανιχνεύσει τον ιό σε 1 σπόρο ανάµεσα σε 30.000, δηλαδή στο
επίπεδο ανοχής 0,3 ‰ που ισχύει για τις ΗΠΑ .
Για τον ιό του LMV χρησιµοποιήθηκαν επίσης ανοσο-απορροφητικές
ηλεκτρονικές τεχνικές (ISEM) που πραγµατοποιούνται µε τη βοήθεια ηλεκτρονικού
µικροσκοπίου. Χρησιµοποιώντας την µέθοδο της ΄΄παγίδευσης΄΄ ή της
΄΄στεφάνωσης΄΄, αποδείχθηκε ότι είναι δυνατόν να εντοπισθεί ο LMV σε ένα
µολυσµένο σπόρο ανάµεσα σε 100 υγιείς (Εικόνα 19).
Εικόνα 19. Φωτογραφία από ηλεκτρονικό µικροσκόπιο µε τη δοκιµή της ΄΄στεφάνωσης΄΄
(παρατηρούνται ιοσωµάτια περιτριγυρισµένα µε ανοσοσφαιρίδια του LMV)
34
10. Αντιµετώπιση
Πολυάριθµες προσπάθειες έγιναν για την εξυγίανση του σπόρου από
προσβληµένα µητρικά φυτά, αλλά τελικά αποδείχθηκαν µη ρεαλιστικές από άποψη
πρακτικότητας, κόστους και αποτελεσµατικότητας. Μια από αυτές, η θερµοθεραπεία
µε την επίδραση ξηρού αέρα ή εµβάπτιση σε ζεστό νερό εµποδίζει αισθητά τη
βλαστικότητα του σπόρου, χωρίς όµως να αποδοµεί πλήρως τον ιό.
Έτσι οι προσπάθειες επικεντρώθηκαν στη δηµιουργία των καλύτερων
δυνατών συνθηκών για την παραγωγή υγιούς σπόρου, καθώς µόνο έτσι µπορεί
πλέον να τεθεί υπό έλεγχο ευκολότερα ο ιός. Σήµερα κρίνεται αναγκαία η χρήση
πιστοποιηµένου σπόρου. Όταν οι παραγωγοί δεν είναι υποχρεωµένοι ή
ενηµερωµένοι σχετικά µε την ανάγκη χρήσης του και ιδιαίτερα όταν καλλιεργούνται
σχετικά µικρές εκτάσεις, είναι δυνατόν να ξεσπάσουν σοβαρές επιδηµίες. Το
φαινόµενο αυτό είναι ιδιαιτέρα συχνό στις εύκρατες και Μεσογειακές χώρες όπου οι
πληθυσµοί των αφίδων φορέων είναι πολύ µεγάλοι.
Με βάση τα δεδοµένα αυτά, σε ορισµένες χώρες όπως στις Η.Π.Α.
(Καλιφόρνια, Φλόριντα) καθώς και πολλές ευρωπαϊκές χώρες τέθηκαν όρια ανοχής
της παρουσίας του ιού ώστε να αποφευχθούν επιδηµίες (0,1% στην Ευρώπη και
0,3‰ στις ΗΠΑ).
Επιτακτικής όµως σηµασίας είναι και η ανάπτυξη αξιόπιστων και πρακτικών
καλλιεργητικών τεχνικών που εξασφαλίζουν την κατάσταση φυτουγείας του σπόρου.
Με βάση αυτές, προβλέπεται η εγκατάσταση της καλλιέργειας σε περιοχές
µη ευνοϊκές για τους πληθυσµούς αφίδων, καθώς και σε µια λογική απόσταση από
τις εµπορικές καλλιέργειες. Επίσης η χρήση φυτικών βιολογικών ΄φρακτών ΄από
καλαµπόκι ανάµεσα στις σειρές µαρουλιού, η έναρξη της καλλιέργειας µε
πιστοποιηµένο σπόρο, η χρήση αφιδοκτόνων και ο αποτελεσµατικός έλεγχος των
ζιζάνιων.
Στην ∆. Ευρώπη σήµερα οι περισσότερες καλλιέργειες για την παραγωγή
σπόρου, τουλάχιστον για εµπορική χρήση, καλλιεργούνται σε θερµοκήπια στα οποία
έχουν ληφθεί µέτρα εντοµοπροστασίας (εντοµοστεγή δίκτυα).
Σηµαντική είναι τέλος και η ανάπτυξη ανθεκτικών ποικιλιών, για να
εξασφαλίσουµε τον καλύτερο δυνατόν έλεγχο του ιού. Σήµερα σε ορισµένες χώρες
35
όπως π.χ. στην Γαλλία και σε µικρότερη έκταση στην Αγγλία, Γερµανία, Ισπανία και
Ιταλία, η προοδευτική χρήση πολυάριθµων ανθεκτικών ποικιλιών έχει µειώσει
αισθητά τις απώλειες. Στις ΗΠΑ µόνο το 10% της παραγωγής µαρουλιών παράγεται
από ανθεκτικές ποικιλίες, ενώ η ποικιλιακή παραλλακτικότητα είναι ακόµα πολύ
περιορισµένη.
Ανθεκτικότητα στον ιό αναφέρθηκε για πρώτη φορά στην Αργεντινή, σε µια
χειµερινή ποικιλία µαρουλιού. Aποδείχθηκε ότι η ανθεκτικότητα σχετιζόταν µε την µη
µετάδοση του ιού και κληρονοµούνταν ως ένα υπολειπόµενο γονίδιο mo11.
Παρόµοια ανθεκτικότητα βρέθηκε και σε 3 Αιγυπτιακές ποικιλίες άγριου µαρουλιού
και το υπολειπόµενο γονίδιο ονοµάστηκε mo12. Tα τεστ συγγένειας αλληλοµορφίας
απέδειξαν ότι τα δυο γονίδια ήταν αλληλόµορφα.
Το επίπεδο ανθεκτικότητας σε µια κοινή σειρά, που διαθέτει το υπολειπόµενο
γονίδιο, εξαρτάται από το γονότυπο της ποικιλίας και πιθανώς από την επίδραση
του περιβάλλοντος. Πρόσφατα αποδείχθηκε ότι τα γονίδια mo11 και mo12
είναι
διαφορετικοί αλληλόµορφοι πολύ στενά συνδεδεµένων γονιδίων.
Μια µελέτη για τις αλληλεπιδράσεις ανάµεσα στις ποικιλίες που περιέχουν τις
δυο πηγές ανθεκτικότητας απέδειξε ότι το mo12 γονίδιο παρέχει σχεδόν ανοσία σε
µερικές αποµονώσεις, ενώ αντιθέτως το mo11 είναι λιγότερο αποτελεσµατικό.
Επειδή όµως η ύπαρξη του πρώτου, προσδίδει ανθεκτικότητα σε πιο ευρεία σειρά
αποµονώσεων, έχει ήδη γίνει η εισαγωγή του σε πολλές ποικιλίες. Αποµένει να
διερευνηθεί η πιθανότητα συνύπαρξης και τον δυο γονίδιων στην ίδια ποικιλία.
Η ανακάλυψη µιας καινούργιας µορφής ανθεκτικότητας στην ποικιλία ¨Ιθάκη¨
που κληρονοµείται από ένα µόνο κυρίαρχο γονίδιο Μο2 προσφέρει µια άλλη
ευκαιρία να συνυπάρξουν διαφορετικοί δυνατοί µηχανισµοί ανθεκτικότητας.
Άλλες πήγες ανθεκτικότητας έχουν βρεθεί σε διάφορα άγρια είδη µαρουλιού,
και κυρίως στο Lactuca virosa το οποίο παρουσιάζει ανοσία σε όλους τους
παθότυπους που έχουν περιγραφεί µέχρι σήµερα. Η γενετική βάση της
ανθεκτικότητας διερευνάται, ενώ γίνονται προσπάθειες να εισαχθεί ανθεκτικότητα
στο L. sativa διαµέσου του υβριδισµού.
36
ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ
1. ΑΠΟΜΟΝΩΣΗ ΤΟΥ ΠΑΘΟΓΟΝΟΥ
Στην περιοχή των Χανίων, το φθινόπωρο του 2001, αναφέρθηκε προσβολή
οφειλόµενη σε παθογόνους ιούς, σε υπαίθρια καλλιέργεια µαρουλιού ποικιλίας
Parris Island Cos. Ορισµένα δείγµατα φυτών της καλλιέργειας, µεταφέρθηκαν στο
εργαστηριακό θερµοκήπιο του Εργαστηρίου Φυτικής Ιολογίας, ΕΘΙΑΓΕ Ηρακλείου,
µε σκοπό την αποµόνωση και ταυτοποίηση του υπεύθυνου ιού. Αποδείχθηκε, ότι
επρόκειτο για µια αποµόνωση του ιού του µωσαϊκού του µαρουλιού (Lettuce mosaic
virus), που στην εργασία αυτή θα αναφέρεται ως LMV- Xa.
Ο ιός µεταδόθηκε µηχανικά (µέθοδος που περιγράφεται παρακάτω), και
διατηρήθηκε σε φυτά C. quinoa, ενώ τρία από τα µολυσµένα φυτά µαρουλιού
µεταφυτεύτηκαν σε µεγάλες γλάστρες, µε σκοπό την παραγωγή σπόρων. Όλα τα
φυτά παρέµειναν στο εργαστηριακό θερµοκήπιο, υπό ρυθµιζόµενες συνθήκες
θερµοκρασίας (24±2ºC) και υγρασίας ( περίπου 70%).
37
2. ΞΕΝΙΣΤΕΣ
Η ικανότητα µηχανικής µετάδοσης του LMV- Xa, ελέγχθηκε µέσα από µια
σειρά δοκιµών σε φυτοδείκτες από διάφορες βοτανικές οικογένειες όπως:
Amaranthaceae, Caryophyllaceae, Chenopodiaceae, Compositae, Curcubitaceae,
Graminaceae,, Fabaceae και Solanaceae .
Η βλάστηση των φυτοδεικτών έγινε σε σπορεία µε οργανοχουµικό
υπόστρωµα DEGA. Ακολούθησε µεταφύτευση σε πλαστικά γλαστράκια, που
περιείχαν µίγµα απολυµασµένου χώµατος, τύρφης και άµµου (3:1:1) στο οποίο είχε
γίνει κατάλληλη λίπανση. Οι φυτοδείκτες αναπτύχθηκαν κάτω από ρυθµιζόµενες
συνθήκες θερµοκηπίου µέχρι και την εµφάνιση του τέταρτου ή πέµπτου φύλλου,
όπου και χρησιµοποιήθηκαν.
Ως µολύσµατα, χρησιµοποιήθηκαν τα φύλλα της κορυφής από τα µολυσµένα
φυτά του φυτοδείκτη C. quinoa, στον οποίο όπως αναφέραµε είχε διατηρηθεί ο ιός.
Τα φύλλα οµογενοποιήθηκαν σε απολυµασµένο γουδί πορσελάνης παρουσία
ρυθµιστικού διαλύµατος φωσφορικών αλάτων (Na2HP04+KH2PO4) 0,1M µε pH 7,3,
σε αναλογία 1gr/5ml.
Κατά την τεχνική της µηχανικής µετάδοσης, οι φυτοδείκτες σκονίστηκαν µε γη
διατόµων (celite) για τη δηµιουργία µικροπληγών και στη συνέχεια έγινε η µόλυνση,
µε επάλειψη όλων των φύλλων τους µε το οµογενοποιηµένο δείγµα, µε τη βοήθεια
βαµβακοφόρου. Ακολούθησε ξέπλυµα µε άφθονο νερό, για την αποµάκρυνση των
υπολειµµάτων του χυµού στα φύλλα, ώστε να αποφευχθεί η πιθανότητα
δηµιουργίας τοξικότητας λόγω οξείδωσης του χυµού.
Οι µολυσµένοι φυτοδείκτες, παρέµειναν σε συνθήκες θερµοκηπίου, υπό
καθηµερινή παρατήρηση µέχρι και 20-25 ηµέρες, για την καταγραφή των
συµπτωµάτων, που παρουσιάζονται αναλυτικά στον Πίνακα ΙΙΙ.
38
Πίνακας ΙΙΙ. Εύρος ξενιστών και συµπτωµατολογικές αντιδράσεις.
ΞΕΝΙΣΤΗΣ
ΣΥΜΠΤΩΜΑΤΑ
Gramineae
Τοπικά ∆ιασυστηµατικά
Zea mays - - Avena sativa - - Triticum durum - - Fabaceae
Vicia faba cv. Aqua Dolce - - Lupinus albus - - Phaseolus vulgaris cv. Bountiful - - Phaseolus aureus - - Vigna sinensis - - Pisum sativum cv. Karina - Mot Pisum sativum cv. Puget - Mot
Pisum sativum cv. Rondo - Mot
Solanaceae
Datura metel - - Nicotiana rustica - - Nicotiana tabacum cv. Xanthi nc - - Nicotiana glutinosa - - Nicotiana tabacum cv. Samsun - - Nicotiana cavicola - - Nicotiana benthamiana - - Nicotiana clevelandii - - Lycopersicon esculentum cv. Belladonna
- -
Petunia hydrida - - Solanum nigrum - - Cucurbitaceae
Cucumis melo - - Cucurbita pepo - - Cucumis sativus - -
39
Compositae Calendula officinalis - - Zinnia elegans - - Lactuca sativa cv. Gramsi - - Lactuca sativa cv. Nora Blond - - Lactuca sativa cv. Lollo Rossa - - Lactuca sativa cv. Parris Island - - Lactuca sativa cv. Parris Island Cos - - Lactuca sativa cv. Santa Anna - - Lactuca sativa cv. Regina dei Ghiacci - - Lactuca sativa cv. Romana - - Lactuca sativa cv. Grenada - - Caryophyllaceae
Dianthus barbatus - - Amaranthaceae
Gomphrena globosa - - Chenopodiaceae
Spinacia oleracea cv. Viroflay - - Chenopodium amaranticolor LLN Mot Chenopodium quinoa LLN Mot
LLN: τοπικές νεκρωτικές κηλίδες Mot: ποικιλοχλωρωση
-: δεν µολύνθηκε
Οι επιπλέον δοκιµές µηχανικής µετάδοσης που έγιναν στο φυτοδείκτη
C. quinoa, για τον έλεγχο πιθανής λανθάνουσας µόλυνσης, δεν έδωσαν κανένα
διαφορετικό αποτέλεσµα. Συνεπώς, ο LMV- Xa δεν είναι ιδιαίτερα πολυφάγος, αφού
προσβάλει πολύ περιορισµένο εύρος ξενιστών.
40
Όπως φαίνεται, από τα 42 είδη 8 οικογενειών που δοκιµάστηκαν,
εκδηλώθηκαν συµπτώµατα µόνο σε 3 φυτικά είδη από 2 οικογένειες. Συγκεκριµένα,
στο Pisum sativum (αρακάς) της οικογένειας Fabaceae, σε τρεις ποικιλίες (Karina,
Puget και Rondo) εµφανίστηκαν συµπτώµατα ποικιλοχλώρωσης (Εικόνα 20).
Εικόνα 20. Ποικιλοχλώρωση σε φύλλο του Pisum sativum cv. Rondo, οφειλόµενη σε
µόλυνση από τον LMV-Χa.
Εντονότερα ήταν τα συµπτώµατα που εµφανίστηκαν σε δυο είδη της
οικογένειας Chenopodiaceae, τα C. quinoa και C. amaranticolor. Εδώ
παρατηρήθηκε ποικιλοχλώρωση σε συνδυασµό µε τοπικές νεκρωτικές κηλίδες
(Εικόνες 21 και 22 ).
41
Εικόνα 21. Τοπικές κηλίδες σε φύλλο του φυτοδείκτη Chenopodium amaranticolor.
Εικόνα 22. ∆ιασυστηµατικά συµπτώµατα του LMV στο φυτοδείκτη Chenopodium quinoa.
42
3. ΑΝΤΙ∆ΡΑΣΗ ΠΟΙΚΙΛΙΩΝ ΜΑΡΟΥΛΙΟΥ
Προκειµένου να διαπιστωθεί η ευπάθεια στον LMV- Xa των καλλιεργούµενων
ποικιλιών µαρουλιού στην Κρήτη, συλλέχθηκαν οι εννέα επικρατέστερες ποικιλίες
εµπορίου (Πίνακας ΙΙΙ).
Ορισµένος αριθµός σπόρων από κάθε ποικιλία, φυτεύτηκε αρχικά σε σπορείο
και στη συνέχεια ακολούθησε µεταφύτευση σε πλαστικά γλαστράκια (η διαδικασία
περιγράφεται στο υποκεφάλαιο των ξενιστών). ∆έκα µε δεκαπέντε µέρες µετά τη
φύτευση, δηλαδή κατά την έπτυξη του τέταρτου µε πέµπτου φύλλου, γινόταν η
µηχανική µετάδοση µε τον τρόπο που αναφέρθηκε προηγουµένως. Περίπου
δεκαπέντε µε εικοσιπέντε µέρες αργότερα, ακολουθούσε µακροσκοπικός έλεγχος,
για να προσδιοριστεί η συχνότητα εµφάνισης συµπτωµάτων µωσαϊκού στα φυτά.
Στον πίνακα που ακολουθεί (Πίνακας ΙV), παρουσιάζεται η συχνότητα
εµφάνισης των συµπτωµατολογικών αντιδράσεων των υπό µελέτη ποικιλιών
µαρουλιού.
Πίνακας ΙV. Συµπτωµατολογικές αντιδράσεις (µωσαϊκό) ποικιλιών µαρουλιού.
ΠΟΙΚΙΛΙΑ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΕΜΦΑΝΙΣΗΣ ΣΥΜΠΤΩΜΑΤΩΝ
% ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΕΜΦΑΝΙΣΗΣ
ΣΥΜΠΤΩΜΑΤΩΝ Gramsi 0/30 0 Nora Blond 2/30 6,67 Lollo Rossa 3/35 8,57 Parris Island 0/20 0 Parris Island Cos 2/30 6,67 Santa Anna 0/30 0 Regina dei Ghiacci 5/40 12,5 Romana 2/35 5,71 Grenada 2/35 5,71
Παρατηρούµε ότι τη µεγαλύτερη συχνότητα εµφάνισης συµπτωµάτων
µωσαϊκού (12,5%) παρουσίασε η ποικιλία Regina dei Ghiacci (Εικόνα 21). Η
αµέσως µικρότερη συχνότητα (8,57%) εµφανίστηκε στην ποικιλία Lollo Rossa. Οι
ποικιλίες Nora Blond, Parris Island Cos και Romana, Grenada εµφάνισαν
συµπτώµατα µωσαϊκού µε σχεδόν τη µισή συχνότητα από της δυο προηγούµενες,
43
δηλαδή 6,67% και 5,71% αντίστοιχα. Οι υπόλοιπες τρεις ποικιλίες που µελετήθηκαν
(Gramsi, Parris Island και Santa Anna) δεν εµφάνισαν συµπτώµατα.
Ενδιαφέρον παρουσιάζει το γεγονός, ότι η ποικιλία Romana, η περισσότερο
καλλιεργούµενη ποικιλία µαρουλιού στην Κρήτη, κατά τον έλεγχο αντίδρασης των
ποικιλιών παρουσίασε σχετικά µικρή συχνότητα εµφάνισης συµπτωµάτων (2/35,
δηλαδή 5,71%).
Οι Εικόνες 23 και 24 που ακολουθούν, είναι ενδεικτικές των συµπτωµάτων
που παρατηρήθηκαν σε φυτά µαρουλιού, ποικιλίας Regina dei Ghiacci.
Εικόνα 23. Συµπτώµατα προσβολής του LMV-Xα, σε φυτό της ποικιλίας Regina dei Ghiacci.
44
Εικόνα 24. Σπορόφυτο µαρουλιού ποικιλίας Regina dei Ghiacci, µολυσµένο µε τον
LMV(δεξιά), συγκριτικά µε υγιές φυτό (αριστερά).
4. ΜΕΤΑ∆ΟΣΗ ΜΕ ΑΦΙ∆ΕΣ
Για τον έλεγχο της µετάδοσης του ιού µε αφίδες, χρησιµοποιήθηκαν άπτερα
άτοµα από τα είδη Myzus persicae και Aphis fabae, της οικογένειας Aphididae . Oι
αφίδες, µετά την συλλογή τους, παρέµεναν σε κλωβούς, όπου εκτρέφονταν σε φυτά
καπνού (Nicotiana rustica).
Οι δοκιµές, έγιναν µε την τεχνική της µη έµµονης µετάδοσης. Φυτά από τον
φυτοδείκτη C. quinoa στον οποίο είχε διατηρηθεί ο ιός, καθώς και φυσικά ή
µηχανικά µολυσµένα φυτά µαρουλιού, χρησιµοποιήθηκαν για τη µετάδοση του ιού,
σε υγιή φυτά µαρουλιού.
Κατά την τεχνική αυτή, συλλέγονταν οµάδες πέντε συνήθως ατόµων από
κάθε είδος, µε τη βοήθεια ειδικού πινέλου. Οι αφίδες παρέµεναν σε νηστεία για δύο
ώρες σε ειδικά ασφαλισµένο δοκιµαστικό σωλήνα, σε σκιερό περιβάλλον.
45
Μετά το πέρας των δύο ωρών, οι αφίδες µεταφέρονταν στο µολυσµένο φυτικό
φορέα και παρέµεναν εκεί να τραφούν για δύο λεπτά. Στη συνέχεια, µεταφέρονταν
στο υγιή φυτό µαρουλιού ποικιλίας Romana, όπου τρέφονταν και πάλι για δυο
λεπτά, χρόνος αρκετός για να µεταφερθεί ο ιός. Τελικά τα άτοµα θανατώνονταν.
Τελικά, µετά από µακροσκοπικό έλεγχο, δεν παρατηρήθηκαν συµπτώµατα σε
κανένα από τα 10 φυτά. Το γεγονός αυτό συµφωνεί µε το αποτέλεσµα των δοκιµών
µηχανικής µετάδοσης του ιού στην ποικιλία µαρουλιού Romana, που αναφέρθηκε
προηγούµενα.
5. ΜΕΤΑ∆ΟΣΗ ΜΕ ΤΟ ΣΠΟΡΟ
Η ικανότητα µετάδοσης µε το σπόρο, είναι χαρακτηριστικό ορισµένων
ταξινοµικών οµάδων ιών και στηρίζεται στην παρουσία του ιού στο έµβρυο, τις
κυτταρικές µεµβράνες, το ενδοσπέρµιο και σε µικρότερο ποσοστό στο περικάρπιο.
Προκειµένου να διαπιστωθεί η ικανότητα µετάδοσης του LMV-Χa µε το σπόρο και
εποµένως η παρουσία του ιού σε αυτόν, χρησιµοποιήθηκαν οι σπόροι που
παράχθηκαν από τα τρία φυσικά µολυσµένα φυτά που είχαν µεταφερθεί στο
θερµοκήπιο.
Η προετοιµασία των σπόρων, περιελάµβανε την συγκέντρωση τους από
κάθε φυτό ξεχωριστά και την παραµονή τους στο ψυγείο για δυο εικοσιτετράωρα για
να γίνει διακοπή του ληθάργου.
Στους σπόρους αυτούς έγιναν δύο έλεγχοι για την παρουσία του ιού, µε τη
βοήθεια της δοκιµής DAS-ELISA. Πρόκειται για την περισσότερο χρησιµοποιούµενη
µορφή της τεχνικής ELISA, που ονοµάζεται ΄΄διπλό σάντουιτς΄΄ και στοχεύει στην
ανίχνευση και ταυτοποίηση ιών στο πολλαπλασιαστικό υλικό.
Κατά την δοκιµή αυτή, χρησιµοποιήθηκε ένα εµπορικό σκεύασµα της εταιρίας
ADGEN Agrifood Diagnostier, για την ανίχνευση και ταυτοποίηση του ιού LMV και
ακολουθήθηκε ακριβώς η µεθοδολογία που συνιστούσε η εταιρία. Τόσο η γ-
ανοσοσφαιρίνη, όσο το σύζευγµα (γ-ανοσοσφαιρίνη+ αλκαλική φωσφατάση) αλλά
και το υπόστρωµα αραιώθηκαν σε αναλογία 1:1000 (mg/ml). Γενικότερα η δοκιµή
DAS-ELISA, περιλαµβάνει τα ακόλουθα στάδια:
46
1. Αιώρηση της γ-ανοσοσφαιρίνης των αντισωµάτων, σε ρυθµιστικό επικάλυψης
(Coating buffer) και προσθήκη 100µl ανά κυψελίδα της πλάκας.
2. Τοποθέτηση της πλάκας σε πλαστικό κουτί µε υγρό χαρτί και στεγανοποίηση
αυτού. Ακολουθεί επώαση της πλάκας στους 37º C για 4 ώρες.
3. Ακολουθούν τρεις εκπλύσεις της πλάκας µε PBS+T (phosphate buffered saline
+Tween 10). Κατά την έκπλυση γίνεται γέµισµα των κελιών της πλάκας µε PBS+T
και στη συνέχεια αποµάκρυνση του.
4. Παραλαβή φυτικού δείγµατος και οµογενοποίηση σε γουδί πορσελάνης, µε την
προσθήκη της ανάλογης ποσότητας από το ρυθµιστικό εξαγωγής (extraction buffer)
σε αναλογίες 1:5-1:10 (gr/ml). Τα οµογενοποιηµένα δείγµατα διατηρούνται στο ψυγείο
(4º C ) µέχρι τη χρησιµοποίηση τους.
5. Μετά την επώαση και πλύση της πλάκας, όπως περιγράφηκε στο (2) και (3),
ακολουθεί η τοποθέτηση των δειγµάτων στις κυψελίδες. Για τον σκοπό αυτό
χρησιµοποιείται µικροπιπέτα, µε την οποία παίρνουµε ποσότητα 100µl από το
αιώρηµα κάθε δείγµατος, καθώς και από τον θετικό και αρνητικό µάρτυρα που έχουν
παρασκευαστεί µε τον ίδιο τρόπο. 6. Η πλάκα τοποθετείται ξανά στο κουτί (2) και παραµένει εκεί, για 16 ώρες στους
4º C.
7. Έκπλυση της πλάκας όπως περιγράφηκε στο (3).
8. Αιώρηση της γ-ανοσοσφαιρίνης+ αλκαλικής φωσφατάσης (αντισώµατος-ένζυµου)
στο ρυθµιστικό σύζευξης (conjugate buffer) και προσθήκη 100µl από αυτό σε κάθε
κυψελίδας της πλάκας.
9. Επώαση της πλάκας (2) στους 37º C για 1 ώρα.
10. Ακολουθούν τέσσερις εκπλύσεις της πλάκας όπως περιγράφεται στο στάδιο (3).
11. Προσθήκη 100µl από το ρυθµιστικό υποστρώµατος (substrate buffer) σε κάθε
µια από τις κυψελίδες της πλάκας.
12. Τοποθέτηση της πλάκας στο κουτί (2) και διατήρησή της σε θερµοκρασία
σκοτεινού δωµατίου για 1 ώρα τουλάχιστον.
13. Μέτρηση της πλάκας στο φασµαφωτόµετρο στα 405nm.
47
Α. Έλεγχος σποροφύτων
Ο πρώτος έλεγχος αφορούσε στον έλεγχο των σποροφύτων (seedling test).
Μέρος από τους σπόρους που είχαν συλλεχθεί από κάθε φυτό, φυτεύτηκαν σε
πλαστικούς δίσκους των 80 θέσεων και παρέµειναν κάτω από ελεγχόµενες
συνθήκες ( θερµοκρασία 24±2ºC και υγρασία 70%) µέχρι την έκπτυξη του τέταρτου
έως πέµπτου φύλλου. Τα σπορόφυτα που συλλέχθηκαν µετά από περίπου 15
ηµέρες, είχαν µέσο βάρος περίπου 0,5 gr.
Για να γίνει ο έλεγχος µε την τεχνική DAS-ELISA, κάθε σπορόφυτο
οµογενοποιήθηκε ξεχωριστά σε απολυµασµένο γουδί πορσελάνης, παρουσία 2,5 ml
ρυθµιστικού διαλύµατος εξαγωγής. Τα δείγµατα διατηρήθηκαν στο ψυγείο, σε
δοκιµαστικούς σωλήνες, µέχρι την τοποθέτηση τους στην πλάκα για την
πραγµατοποίηση του ελέγχου, όπως περιγράφεται παραπάνω.
Μια σχηµατική απεικόνιση της πλάκας, µπορούµε να δούµε στην Εικόνα . Το
γράµµα Ι αντιστοιχεί στα κελιά, που έχει τοποθετηθεί ο θετικός µάρτυρας (δείγµα
από µολυσµένο φυτό), ενώ το γράµµα Η, αντιστοιχεί στα κελιά µε τον αρνητικό
µάρτυρα (δείγµα από υγιή φυτά). Στα δύο κελιά µε τον συµβολισµό ΕΒ περιέχεται
ρυθµιστικό εξαγωγής. Τέλος, όλα τα εξωτερικά κελιά της πλάκας περιέχουν
απιονισµένο νερό.
48
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
H20 H20 H20 H20 H20 H20 H20 H20 H20 H20 H20 H20
H20 EB 1 7 13 19 21 27 33 39 45 H20
H20 EB 2 8 14 20 22 28 34 40 46 H20
H20 H 3 9 15 I 23 29 35 41 47 H20
H20 H 4 10 16 I 24 30 36 42 48 H20
A B C D E F H20 I 5 11 17 H 25 31 37 43 49 H20
H20 I 6 12 18 H 26 32 38 44 50 H20 G H H20 H20 H20 H20 H20 H20 H20 H20 H20 H20 H20 H20
Εικόνα 25 . Σχηµατική παράσταση εφαρµογής της δοκιµής DAS-ELISA σε πλάκα
πολυεστέρα 96 θέσεων. I : Μολυσµένος µάρτυρας
H: Υγιής µάρτυρας EB : Ρυθµιστικό εξαγωγής (extraction buffer)
H20 : Απιονισµένο νερό
Μετά το τέλος της δοκιµής, γινόταν ανάλυση της κάθε πλάκας στα 405 nm,
µε τη βοήθεια φασµατοφωτόµετρου τύπου Merck MIOS junior. Οι κυψελίδες που
είχαν τιµές απορρόφησης τουλάχιστον δύο φορές το Μέσο Όρο των τιµών των
τεσσάρων κυψελίδων µε τους υγιείς µάρτυρες θεωρούνταν ως θετικά δείγµατα,
δηλαδή πιστοποιείτο η παρουσία του ιού LMV.
49
Αποτελέσµατα
Συνολικά ελέγχθηκαν για την παρουσία του LMV 176 σπορόφυτα µαρουλιού,
θυγατρικά των δύο φυσικά µολυσµένων φυτών. Τα αποτελέσµατα του ελέγχου
παρουσιάζονται συνοπτικά στον Πίνακα V.
Πίνακας V. Αποτελέσµατα ανίχνευσης του ιού LMV-Χa, σε σπορόφυτα προερχόµενα από σπόρους φυσικά µολυσµένων φυτών µαρουλιού.
ΠΟΙΚΙΛΙΑ ΣΠΟΡΟΙ ΣΠΟΡΟΦΥΤΑ ΜΟΛΥΣΜΕΝA
Parris Island Cos No1 160 100 2/100 (2%)
Parris Island Cos No2 160 76 1/76 (1,3%)
Από τα 100 σπορόφυτα της Parris Island Cos No1, µόνο δύο βρέθηκαν
µολυσµένα, ενώ από τα 76 της ποικιλίας Parris Island Cos No 2 βρέθηκε µόνο ένα.
Πρέπει να σηµειωθεί, ότι µεγάλο ποσοστό σπόρων δεν φύτρωσε ή έδωσε καχεκτικά
σπορόφυτα που δεν ήταν δυνατόν να ελεγχθούν για την παρουσία του ιού, επειδή
δεν αναπτύχθηκαν. Πιθανότατα, για το γεγονός αυτό ευθύνεται η µόλυνση των
µητρικών φυτών από τον LMV.
Στις Εικόνες 26 και 27, παρουσιάζονται οι αναλύσεις από τον έλεγχο των
σποροφύτων. Συγκεκριµένα, οι δύο πρώτες αναλύσεις αφορούν τα σπορόφυτα που
προέκυψαν από την ποικιλία Parris Island Cos No1, ενώ η τρίτη παρουσιάζει τα
αποτελέσµατα του ελέγχου 76 φυτών της ποικιλίας Parris Island Cos No2.
50
Εικόνα 26. Αποτελέσµατα της ανάλυσης (Α405 ) δύο πλακών της δοκιµής DAS-ELISA σε 100
σπορόφυτα, προερχόµενα από σπόρο φυσικά µολυσµένου φυτού µαρουλιού ποικιλίας
Parris Island Cos No1.
Όπου οι κυψελίδες µε το πράσινο χρώµα αντιστοιχούν στον υγιή µάρτυρα, το µπλε στον µολυσµένο και το πορτοκαλί στα θετικά δείγµατα.
51
Εικόνα 27. Αποτελέσµατα της ανάλυσης (Α405 ) δύο πλακών της δοκιµής DAS-ELISA σε 76 σπορόφυτα, προερχόµενα από σπόρο φυσικά µολυσµένου φυτού µαρουλιού ποικιλίας Parris Island Cos No2.
Όπου οι κυψελίδες µε το πράσινο χρώµα αντιστοιχούν στον υγιή µάρτυρα, το µπλε στον µολυσµένο και το πορτοκαλί στα θετικά δείγµατα.
52
Β. Έλεγχος σπόρων
Ο έλεγχος αφορούσε στην ανίχνευση του LMV τόσο στους σπόρους από τα
φυσικά µολυσµένα φυτά, όσο και σε σπόρους ποικιλιών εµπορίου. Οι σπόροι
ελέγχθηκαν σε οµάδες των 10, των 50 και όπου κρίθηκε απαραίτητο και ένας- ένας.
Οι σπόροι οµογενοποιήθηκαν σε απολυµασµένο γουδί πορσελάνης
παρουσία ρυθµιστικού εξαγωγής ( 2,5ml, 5ml και 1ml, αντίστοιχα). Τα
οµογενοποιηµένα δείγµατα σε κάθε περίπτωση παρέµειναν στο ψυγείο, µέχρι τη
διεξαγωγή του ελέγχου. Στη συνέχεια, ακολουθήθηκε η διαδικασία που αναφέρθηκε
για τον έλεγχο των σποροφυτων.
Αποτελέσµατα
Συνολικά ελέγχθηκαν µε την δοκιµή DAS-ELISA, 350 σπόροι µεµονωµένα,
160 ανά οµάδες των 10 και 1950 ανά οµάδες των 50 σπόρων. Τα αποτελέσµατα της
δοκιµής παρουσιάζονται συνολικά στον Πίνακα VI.
Πίνακας VI. Αποτελέσµατα ελέγχου σπόρων ποικιλιών µαρουλιού, µε την τεχνική DAS-ELISA για την παρουσία του ιού.
ΠΟΙΚΙΛΙΑ ΑΡΙΘΜΟΣ ΣΠΟΡΩΝ ΑΝΑ ∆ΕΙΓΜΑ
1 10 50 Parris Island No1 12/100 2/5 Parris Island No2 4/100 2/5 Parris Island No3 4/5 Parris Island No4 0/5
Parris Island No5 0/5
Romana 0/1 0/6
Nora Blond 0/5
Gramsi 0/4
Lollo rossa 0/50 3 /4
Santa Anna 0/5
Regina dei Ghiacci 20/100 5/5
53
Οι σπόροι και από τα τρία φυσικά µολυσµένα φυτά µαρουλιού της ποικιλίας
Parris Island Cos βρέθηκαν µολυσµένοι σε σηµαντικό ποσοστό, που υπερβαίνει το
όριο ανοχής (0,1%). Τα στοιχεία αυτά, συγκρινόµενα µε εκείνα του ελέγχου των
σποροφύτων, φανερώνουν ότι µεγάλο µέρος των σπόρων που δεν φύτρωσαν ή δεν
έδωσαν βιώσιµο σπορόφυτο ήταν µολυσµένα µε τον ιό και εποµένως, η ζηµιογόνος
δράση του LMV δεν περιορίζεται µόνο στην παραγωγή ποιοτικά απαράδεκτων
φυτών µαρουλιού.
Στην Εικόνα 28 που ακολουθεί, παρουσιάζονται τα αποτελέσµατα του
ελέγχου 100 σπόρων από το φυσικά µολυσµένο µητρικό φυτό Parris Island Cos
No1, όπου σηµειώνονται οι 12 θετικές κυψελίδες.
Εικόνα 28. Αποτελέσµατα της ανάλυσης (Α405 ) δύο πλακών της δοκιµής DAS-ELISA, σε 100 σπόρους του φυσικά µολυσµένου φυτού µαρουλιού Parris Island Cos No1.
Όπου οι κυψελίδες µε το πράσινο χρώµα αντιστοιχούν στον υγιή µάρτυρα, το µπλε στον µολυσµένο και το πορτοκαλί στα θετικά δείγµατα.
54
Τα ανάλογα αποτελέσµατα του ελέγχου 100 σπόρων του φυσικά µολυσµένου
µητρικού φυτού Parris Island Cos No2, παρουσιάζονται στην Εικόνα 29, όπου
ανιχνεύεται ο LMV στις τέσσερις κυψελίδες µε το πορτοκαλί χρώµα.
Εικόνα 29. Αποτελέσµατα της ανάλυσης (Α405 ) δύο πλακών της δοκιµής DAS-ELISA, σε
100 σπόρους του φυσικά µολυσµένου φυτού µαρουλιού Parris Island Cos No 2.
Όπου οι κυψελίδες µε το πράσινο χρώµα αντιστοιχούν στον υγιή µάρτυρα, το µπλε στον µολυσµένο και το πορτοκαλί στα θετικά δείγµατα.
55
Από τις εµπορικές ποικιλίες µαρουλιού που έγινε έλεγχος στο σπόρο, µόνο σε
δύο ανιχνεύθηκε ο ιός. Πρόκειται για τις Lollo rossa και Regina dei Ghiacci. Στην
πρώτη, τα τρία από τα τέσσερα δείγµατα των 50 σπόρων ήταν θετικά, αλλά κατά την
δοκιµή µεµονωµένων σπόρων, δεν ανιχνεύθηκε ο LMV σε κανέναν από τους 50
σπόρους, όπως φαίνεται και στην Εικόνα 30.
Εικόνα 30. Αποτελέσµατα της ανάλυσης (Α405 ) πλάκας της δοκιµής DAS-ELISA, σε 50
σπόρους της ποικιλίας Lollo rossa.
Όπου οι κυψελίδες µε το πράσινο χρώµα αντιστοιχούν στον υγιή µάρτυρα, το µπλε στον µολυσµένο και το πορτοκαλί στα θετικά δείγµατα.
56
Στην ποικιλία Regina dei Ghiacci, διαπιστώθηκε το µεγαλύτερο ποσοστό
µόλυνσης του σπόρου από τον LMV, δηλαδή 20% (Πίνακας VI). Τα αποτελέσµατα
του ελέγχου 100 σπόρων της ποικιλίας, παρουσιάζονται στην Εικόνα 31, όπου
ανιχνεύεται ο LMV στις είκοσι κυψελίδες µε το κόκκινο χρώµα.
Εικόνα 31. Αποτελέσµατα της ανάλυσης (Α405 ) πλάκας της δοκιµής DAS-ELISA, σε 100
σπόρους της ποικιλίας Regina dei Ghiacci.
Όπου οι κυψελίδες µε το πράσινο χρώµα αντιστοιχούν στον υγιή µάρτυρα, το µπλε στον µολυσµένο και το πορτοκαλί στα θετικά δείγµατα.
57
Στην Εικόνα 32 που ακολουθεί, απεικονίζονται οι δύο πλάκες της δοκιµής
DAS-ELISA, που αντιστοιχούν στην ανάλυση (Α405 ) της Εικόνας 31. Ο κίτρινος
µεταχρωµατισµός των κυψελίδων, αποτελεί ένδειξη της παρουσίας του ιού στον
σπόρο.
Εικόνες 32. Πλάκες της δοκιµής DAS-ELISA, κατά τον έλεγχο100 σπόρων της ποικιλίας
Regina dei Ghiacci, που αντιστοιχούν στην ανάλυση (Α405 ) της Εικόνας 31.
58
Αξίζει τέλος να σηµειωθεί, ότι στην ποικιλία Romana, στην πλέον καλλιεργούµενη ποικιλία µαρουλιού στην Κρήτη, δεν ανιχνεύθηκε ο LMV.
59
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ
Ο ιός που δηµιούργησε προβλήµατα σε καλλιέργεια µαρουλιού στη ∆υτική
Κρήτη, αποδεικνύεται να είναι ο LMV. Η ποικιλία που εµφάνισε το πρόβληµα (Parris
Island), έδειξε ευπάθεια στη µόλυνση του ιού, ο οποίος και διαιωνίστηκε µε το
σπόρο των µολυσµένων µητρικών φυτών.
Μολονότι ο έλεγχος των 250 σπόρων, των δύο εµπορικών συσκευασιών της
ποικιλίας Parris Island ήταν αρνητικός, δεν αποκλείεται το γεγονός της παρουσίας
του ιού στον εµπορικό σπόρο και εποµένως στην εµφάνιση του προβλήµατος.
Βέβαια, ο LMV είναι ενδηµικός στην Κρήτη, καθώς βρέθηκε να προσβάλει
εκτός από τις καλλιέργειες µαρουλιού και εκείνες του ρεβιθιού. Συνεπώς η υπόθεση
να µεταφέρθηκε µε ιοφόρες αφίδες δεν µπορεί να αποφευχθεί.
Ο ιολογικός έλεγχος στους σπόρους εµπορικών ποικιλιών έδειξε ότι δύο από
τις εννέα ποικιλίες ήταν µολυσµένες από τον LMV. Η διάθεση µολυσµένων
σποροµερίδων για καλλιέργεια θα διαιωνίζει το πρόβληµα του LMV και εκτός της
άµεσης ζηµιάς θα δηµιουργεί ορατό κίνδυνο εισαγωγής και εγκατάστασης νέων
αποµονώσεων του ιού, αφού το πολλαπλασιαστικό υλικό εισάγεται και ακόµη δεν
έχει τεθεί σε ισχύ η παραγωγή και εµπορία πιστοποιηµένου σπόρου στην
Ευρωπαϊκή Ένωση.
60
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
Dinant S. and H. Lat, 1992. Lettuce mosaic virus. Plant Pathology, 41:528-542.
Tomlinson J.A., 1996. Lettuce mosaic Potyvirus.
IN : Viruses of Plants. Descriptions and Lists VIDE Database (Brunt A.A. et al. Eds). CAB International, 715-721.
Clark, M.F. and Adams, A.N. 1977. Characteristics of the microplate
method of enzyme-linked immunosorbent assay for the detection of plant viruses. J. Gen. Virology. 34, 475-483.
Hull R. 2002, Matthew’s Plant Virology. ACAMEDIC PRESS. 1001p.
61
